Расчет автоматического перехода перегонной рельсовой цепи

курсовая работа

Режимы работы РЦ

Нормальный режим

Цель расчета: Первоначально определяют параметры источника питания u(x), при которых на вход путевого приемника поступает сигнал, обеспечивающий его рабочие параметр при наихудших условиях передачи сигналов(Zmax, Rи min). Затем проверяют режимы работы путевого приемника в наилучших условиях(Umax, Zmin, Rи max) и установленных параметрах источника питания.

Исходные данные: Рабочие значения напряжения Uпр и тока Iпр путевых приемников и значения первичных параметров и длины рельсовой линии.

Схема замещения: Для анализа работы р.ц. в нормальном режиме можно использовать следующую схему замещения:

Рис. 3 - схема замещения нормального режима.

А, В, С и Д - коэффициенты четырехполюсников;

и - напряжение и ток в начале;

и - напряжение и ток в конце;

- обратное входное сопротивление;

- эквивалентное напряжение питающего конца;

Формулы: Максимальное сопротивление передачи основной схемы замещения при наихудших условиях работы определяют по формуле:

Zпо max = AZвх. к + В + (CZвх. к + Д)Z/вх. н

Z/вх. н - обратное входное сопротивление четырехполюсника Н

Zвх. к- прямое входное сопротивление четырехполюсника К

Далее, пользуясь параметрами основной схемы замещения, находят минимальные значения напряжений и токов источника питания р.ц.(первый критерий):

Umin= ZпоK/тн Kтк Iпр, Imin=Umin/Zвх

- прямое входное сопротивление;

Kтк - прямой входной коэффициент снижения тока в четырехполюснике К; K/тн - обратный коэффициент снижения тока в четырехполюснике Н ; - величина сопротивления передачи.

Номинальные значения напряжения тока источника питания должны быть приняты с учетом колебания напряжения в сети - Кнс:

U = Кнс Umin, Imin. = Кнс Imin

U - фактическое напряжение источника питания.

Для расчета коэффициента перегрузки приемника Кп (второй критерий) определяют сопротивление передачи при наилучших условиях работы, т.е. при Rи max=?. Основная схема замещения принимает вид:

Рис. 4 - схема замещения

Сопротивление передачи Zпо min и Iпер определяют из выражений:

Zпо min=Z/вх.н+Zl+Zвх.к ;

Iпер=U/(К/тнКтк Zпо min).

Далее находят

Кп= Iпер/ Iпр <=Кп ном.

Iпер - ток перегрузки путевого приемника

Шунтовой режим

Цель расчета: Определение шунтовой чувствительности, т.е. коэффициента шунтовой чувствительности Кш, в зависимости от места положения шунта производится при наихудших условиях(Zmin, Rш=?). Значение Кш может быть получено непосредственно из выражения:

Кш=Uн от/Uш пр= Iн от/Iш пр>=1

Uш пр и Iш пр- напряжение и ток на путевом приемнике

- значения напряжения и тока надежного включения приемника при непрерывном питании или надежного несрабатывания при импульсном питании.

При наложении нормативного шунта (прямым методом), а также косвенными методами:

- на основании сравнения фактического сопротивления шунта Rшх, при котором происходит надежное выключение приемника с Rшн:

Кш= Rшх / Rшн>=1;

где Rшн=0,06 Ом;

Rшн- нормативное значение поездного шунта;

Rшх- сопротивление шунта.

- на основании сравнения сопротивлений передачи основной схемы замещения Zпо ш при наложении нормативного шунта и без него

Кш=Zпош/Zпо max *К/вн>=1;

где К/вн - приведенный коэффициент надежного возврата приемника;

- минимальное сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме (при наложении нормативного шунта в наихудшей точке);

- сопротивление передачи основной схемы замещения в нормальном режиме.

- на основании сравнения напряжений источника питания Umin, обеспечивающего надежную работу путевого приемника в нормальном режиме при наихудших условиях, с напряжением Uш, гарантирующего при наложении нормативного шунта ток в путевом приемнике, равный току надежного выключения

Кш=Uш/Umin>=1.

Коэффициент шунтовой чувствительности оценивает уменьшение уровня сигнала в путевом приемнике от сигнала перегрузки в нормальном режиме до сигнала надежного выключения, который происходит за счет приращения сопротивления передачи при наложении шунта. Для расчета Кш любым методом требуется определить сопротивление передачи основной схемы замещения в шунтовом режиме - Zпош.

Схема замещения: В шунтовом режиме при наихудших условиях и наложении шунта основная схема замещения меняется. При этом поездной шунт располагается в произвольной точке цепи x:

Рис. 5 - схема замещения шунтового режима

Формулы: Исходя из схемы замещения, можно принять:

.

Используя метод холостого хода и короткого замыкания, получим выражения для коэффициентов рельсового четырехполюсника Аш, Вш, Сш и Дш:

;

;

;

.

x - расстояние от конца рельсовой линии до точки наложения шунта;

- длина РЦ.

Решив полученную систему уравнений, найдем значения коэффициентов рельсового четырехполюсника:

, ,

, .

Подставим значения коэффициентов в выражения для Zпош, получим:

При наложении шунта на релейном конце (Х=0) и на питающем конце (Х=L) коэффициенты рельсового четырехполюсника несколько упрощается:

, , , ,

, , и .

Наиболее удобно произвести измерение коэффициента шунтовой чувствительности на основе критерия

,

так как в этом случае напряжение Uмин для общей схемы замещения равно:

, где .

Дя РЦ с фазочувствительными приемниками следует учитывать уменьшение величины Кш при изменении угла расстройки с наложением шунта

,

где ц - аргумент напряжения Uмин; цш - аргумент напряжения Uш; цид - идеальный угол.

Контрольный режим

Цель расчета: Определение чувствительности к обрыву рельсовой нити - Кк при наихудших условиях (Zмин R и кр.) при обрыве в любой точке.

Реакция РЦ на повреждение рельса также как и в шунтовом режиме выражается в увеличении сопротивления передачи. При этом ток в путевом приемнике снижается до значений тока, меньших тока надежного выключения Iот. Коэффициент Кк может быть получен прямым методом непосредственно из критерия , а также косвенными методами:

- сравнением сопротивлений передачи в нормальном и контрольном режимах

;

сравнением напряжения Uмин источника питания РЦ в нормальном режиме с напряжением Uк, которое потребуется иметь в контрольном режиме, чтобы обеспечить в приемнике ток надежного выключения

.

Для расчета Кк любым методом требуется найти сопротивление передачи основной схемы замещения Zпок.

- ток в путевом приемнике при обрыве рельсовой нити при наихудших условиях

Схема замещения:

Рис. 6 - схема замещения контрольного режима

g1 и g2 - удельная проводимость между рельсами и землей;

g12 - удельная проводимость верхнего слоя балласта и шпал без влияния земли;

Z1 и Z2 - удельное сопротивление одиночных рельсов;

Zвх - сопротивление смежной РЦ.

Формулы: Сопротивление передачи основной схемы передачи определяется из выражения:

.

Далее находят напряжение в начале РЦ и, пользуясь одним из условий, находят критерий выполнения режима.

Режим АЛС

Цель расчета: определение условий работы локомотивного приемника, которые характеризуются уровнем тока в рельсах IЛФ и оцениваются коэффициентом КЛ при наихудших условиях (U мин., Zмакс., RИ мин.). Кроме того следует учитывать удаленность локомотивного приемника от генератора, т.е. минимальное значение КЛ будет при шунтировании поездом входного конца рельсовой линии. Значение критерия Kл определяется из соотношения: .

КЛ- коэффициент при наихудших условиях нормального режима;

- фактический ток в рельсах под приемными катушками локомотива; -нормативное значение тока в зависимости от частоты сигнального тока. Схема замещения:

Рис. 7 - схема замещения режима АЛС

Формулы:

Сопротивление передачи Zпол находится из выражения для сопротивления передачи в нормальном режиме при замене Zвх.к на RШ:

.

Далее получают сопротивление передачи общей схемы замещения:

и минимальный ток в рельсах Iлф под приемными катушками локомотива:

.

Режим короткого замыкания

Цель расчета: определение максимальных значений параметров источника питания (Iкз Sкз) при наихудших условиях работы (Uмакс Rш =0). Критерии выполнения режима КЗ: Iкз?Iном; Sкз?Sном.

и - номинальные значения тока и мощности источника питания по паспортным данным.

Схема замещения:

Рис. 8 - схема замещения режима короткого замыкания

Формулы:

Величина тока Iнкз определяется из выражения:

,

а тока КЗ в источнике питания

Так как

, , и ,

то ток Iкз можно найти из ранее полученных значений коэффициентов четырехполюсника Н:

.

Мощность короткого замыкания .

Делись добром ;)